Abstrak — Indonesia  merupakan  negara  agraris  yang menghasilkan  beragam  hasil  pertanian  yang  melimpah.  Salah satu  hasil  pertanian  yang  menonjol  di  Indonesia  adalah  kelapa. Adapun tahapan proses pembuatan SLS dari Debu Sabut kelapa adalah  mempersiapan  Bahan  Baku  berupa  Debu  Sabut  Kelapa. Dilanjutkan  dengan  pemasakan/pulping  menggunakan  metode organosolv  dengan  alat  pemasak  digester  (R-120).  Dari  lindi hitam  yang  dihasilkan,  akan  diproses  dengan  Isolasi  Lignin dengan metode presipitasi asam. Lindi hitam yang telah didapat diendapkan dengan menambahkan secara perlahan H2SO4dengan konsentrasi 20% sampai pH 2 pada tangki isolasi pertama  (M-211).  Proses isolasi  dengan  metode  pengasaman banyak digunakan untuk mendapatkan lignin dengan kemurnian tinggi.      Untuk  Menghasilkan  SLS,  Lignin  Isolat  perlu direaksikan  dengan  bahan  penyulfonasi  natrium  bisulfit (NaHSO3),  sehingga  menghasilkan  natrium  lignosulfonat  (SLS) pada  reaktor  sulfonasi  (R-310).  Berlokasi  di  Provinsi  Riau, Pabrik  ini  akan  dibangun  dengan  kapasistas  20.150  ton/tahun. Dari analisa ekonomi,  diperlukan  Modal tetap (FCI) sebesar Rp 316.323.349.677; Modal kerja (WCI) sebesar Rp   74.429.023.453; Investasi  total  (TCI)  sebesar  Rp      390,752,373,130  ;  Biaya Produksi  pertahun  (TPC)  sebesar  Rp      1.772.425.308.777.  Nilai Internal Rate of Return sebesar 53%, dimana Pay out Time akan dibayarkan  selama  5  tahun.  Hasil  Break  Event  Point  diperoleh 55 %.
Kata Kunci — Debu Sabut Kelapa, SLS,  Sodium Ligno Sulfonat, Surfaktan.

## I. PENDAHULUAN
elapa  adalah  tanaman  yang  mempunyai  nilai  ekonomis yang tinggi. Buah kelapa tua terdiri dari empat komponen utama  yaitu 35 persen sabut, 12 persen tempurung, 28 persen daging  buah  dan  25  persen  air  kelapa  [1]  Kandungan  utama dari sabut kelapa terdiri dari 22% selulose, 10% hemiselulosa, 47%  lignin,  12%  air,  1,5%  abu,  dan  7,5%  ektrak  [2]  Dalam penelitian ini bagian yang akan difokuskan adalah debu sabut kelapa.  Debu  Sabut  kelapa  merupakan  salah  satu  limbah perkebunan  yang diketahui banyak  mengandung  serat gabus . Serat  gabus  tersebut  tersusun  atas  senyawa  lignoselulosa (senyawa kompleks lignin, selulosa dan hemiselulosa).
Komposisi  sabut  kelapa  terdiri  dari  25%  gabus  dan  75% serat . Tetapi, debu sabut kelapa masih dikembangkan sebatas sebagai  media  tanam.  sisanya  akan  menjadi  limbah  dengan kontribusi sangat besar dari  pengisi pada volume total sampah domestic.Hal  ini  menunjukkan  bahwa  proses  pengembangan debu sabut kelapa untuk menaikkan nilai ekonomisnya belum maksimal.  Besarnya  jumlah  debu   sabut  kelapa   yang  belum banyak  dimanfaatkan  mendorong  para  peneliti  untuk
mengembangkan  potensi   debu  sabut  kelapa agar  memiliki nilai ekonomi.
Komponen  utama  limbah  pada  kelapa  ialah  selulosa  dan lignin,  sehingga  limbah  ini  disebut  sebagai  limbah lignoselulosa [3].
Tabel 1.  Komposisi kimiawi debu sabut  kelapa Parameter Nilai, % Lignin 41 Selulosa 27 Hemiselulosa 18 Abu 3 Ekstrak 12
Pemanfaatan sabut kelapa  yang tidak  kalah  menarik adalah sebagai  coco  peat  yaitu  sabut  kelapa  yang  diolah  menjadi butiran-butiran gabus  sabut  kelapa. Coco peat dapat menahan kandungan air dan unsur kimia pupuk serta dapat menetralkan keasaman  tanah.  Karena  sifat  tersebut,  sehingga  coco  peat dapat digunakan sebagai media yang baik untuk pertumbuhan tanaman hortikultura dan media tanaman rumah kaca.
Surfaktan  SLS  memiliki  potensi  untuk dikembangkan. Surfaktan  dalam  industri  perminyakan  digunakan  untuk aplikasi  Enhanched  Oil  Recovery  (EOR)  yang  merupakan salah  satu  upaya  dalam  peningkatan  produksi  minyak  bumi. Peran  surfaktan  SLS  merupakan  zat  aktif  permukaan  yang dapat menurunkan tegangan antar muka antara minyak dan air. Penurunan  tegangan  antar  muka  ini  akan  berpengaruh terhadap gaya  kapilernya  sehingga penurunan harga tegangan antar muka di bawah 10-2 dyne/cm dapat melepaskan minyak yang  terjebak  pada  daerah  penyempitan  pori-pori.  Adanya proses  emulsifikasi  antara  minyak  dengan  air  injeksi  yang mengandung  surfaktan  menyebabkan  emulsi  tersebut  dapat didesak dan diproduksikan bersama-sama air injeksi sehingga saturasi  sisa  minyak  yang  terdapat  di  dalam  sumur  minyak dapatdikurangi dan diharapkan dapat meningkatkan perolehan minyak pada saat diproduksikan.
Bahan  baku  yang  digunakan  adalah  Debu  Sabut  Kelapa (DSK)  yang  merupakan  hasil  samping  industri  kelapa, merupakan  bahan  berlignoselulosa  yang  memiliki  prospek sebagai  bahan  baku  produk  berbasis  serat,  yaitu  pulp  dan kertas dengan mutu yang memenuhi standar.
Lignin merupakan polimer yang tidak bersifat toksik, kegunaan  lignin,  yaitu  dispersan  untuk  insektisida,  herbisida, peptisida,  zat  warna,  pengemulsi,  penstabil  campuran  untuk

## Surfaktan Sodium Ligno Sulfonat (SLS) dari Debu Sabut Kelapa
Mukti Mulyawan, Eny Setyowati, dan Arief Widjaja Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : arief_w@chem-eng.its.ac.id
K
aspal,  sebagai  aditif  lumpur  pengeboran,  beton,  penggilingan semen [4]
Studi  terbaru  lignin  menemukan  bahwa  terdapat struktur  lignin  yang  bermacam-macam  [5].  Terdapat  indikasi bahwa  struktur  kimia  dan  tiga  dimensi  dari  lignin  sangat dipengaruhi  oleh  matrik  polisakarida.  Struktur  molekul  lignin sangat  berbeda  bila  dibandingkan  dengan  polisakarida  karena terdiri  atas  sistem  aromatik  yang  tersusun  atas  unit-unit  fenil propana. Struktur lignin pada gambar 2.6 menunjukkan bahwa gugus  hidroksil  dan  metoksil  di  dalam  prekursor  lignin  dan oligomer  mungkin  berinteraksi  dengan  mikrofobil  selulosa sejalan  dengan  fakta  bahwa  lignin  memiliki  karakteristik hidrofobik.
Lignin  adalah  polimer  kompleks  dengan  bobot molekul  tinggi  dan  tersusun  atas  satuan-satuan  fenilpropana. Senyawa  ini  sangat  stabil,  sulit  dipisahkan  dan  mempunyai bentuk  yang  bermacam-macam,  sehingga  struktur  lignin  pun bermacam-macam.  Lignin  yang  terkandung  dalam  DSK termasuk jenis  Lignin guaiasil-siringil,  yaitu  lignin  yang khas dari  kayu  keras  dan  merupakan  kopolimer  dari  koniferil alkohol dan sinapilalkohol.
Sedangkan  bahan  kimia  yang  digunakan  dalam proses  isolasi,  sulfonasi  dan  analisis  adalah  lignin,  aceton, sodium bisulfit (NaHSO 3 ), H 2 0, methanol, NaOH, H 2 SO 4 , dan sodium lignosulfonat.

## II. URAIAN P ENELITIAN
Untuk  menghasilkan  bahan  baku  lignin  isolat  Debu Sabut  Kelapa  (DSK)  dan  produk  SLS  yang  baik,  terlebih dahulu  menentukan  proses  utama  pembuatan  SLS  yakni proses  pemilihan  proses  pemasakan/pulping  DSK  (Unit  II), proses  pemilihan  teknik  isolasi  lignin  yang  tepat  (Unit  IV), serta proses sulfonasi lignin isolat menjadi SLS (Unit V).
Unit  I  Bertugas  mempersiapkan  bahan  baku  berupa Sabut  Kelapa  dengan  proses  sizing  atau  merubah  ukuran menjadi  Debu  Sabut  Kelapa  agar  siap  masuk  ke  proses selanjutnya. Unit II :  Bertugas  menguraikan  gugus  organik debu sabut kelapa menjadi lignin yang merupakan bahan baku SLS. Pada tahap ini dihasilkan lindi hitam dan pulp. Unit III: Bertugas  mencuci  pulp  dan  memisahkan  kandungan  lignin yang ikut terbawa pulp. Unit IV  Bertugas  menghasikan  dan meningkatkan  kadar lignin isolat  yang berupa Na-lignat. Unit V Bertugas  mereaksikan  lignin  isolat  (Na-lignat)  dengan Sulfat sehingga akan dihasilkan produk SLS Unit VI  Bertugas menghasilkan  SLS  yang  bebas  dari  komponen  lain.  Unit  VII bertugas  menjadikan  produk  SLS  berupa  serbuk  atau  tepung melalui pengeringan.
Pada  proses sizing ini  dilakukan  untuk  mendapatkan serat  ( fibrousform )  dari  debu  sabut  kelapa  yang  dihasilkan oleh  industri  perkebunan  kelapa.  Untuk  mendapatkan  serat, Serabut  kelapa  dibersihkan  dari  sisa  kulit  buah  kelapa kemudian  diuraikan  menjadi  bentuk  serat  dan  dikeringkan  di udara terbuka (sinar matahari) selama satu minggu.
Serat  Sabut  Kelapa  yang  telah  kering  dipotong sehingga  berukuran  panjang  ±  30  mm  kemudian  digiling memakai  mesin  penggiling  ( rotary  cutter )  (C-113)  kemudian dipisahkan  antara  ampas  dan  debu  dengan  menggunakan  alat
penyaring ( vibro type ) (H-116) berdiameter 0,710 mm – 0,500 mm.
Serat  yang  didapat  dalam  bentuk  serpih-serpih menyerupai  debu,  terlebih  dahulu  dianalisa  sifat  kimianya (persen  berat  kering,  w/w)  yang  terdiri  dari  kadar  air,  kadar abu,  kadar  α-selulosa,  kadar  lignin,  kadar  sari  (ekstraktif), kelarutan dalam larutan NaOH 1 persen. Sejumlah serpih DSK terlebih  dahulu  dibersihkan  dan  dikeringkan  sehingga didapatkan serpih DSK yang bebas zat ekstraktif.
Proses  pemasakan/pulping  dilakukan  dengan  metode organosolv dengan alat pemasak digester  (R-118), metode  ini sering dilakukan pada jenis kayu lunak seperti Serabut Kelapa. Bahan  pemasak  yang  digunakan  adalah  pelarut  organik metanol  dan  NaOH  dengan  komposisi  terhadap  DSK  yang divariasikan.
DSK,  larutan  pemasak  metanol  NaOH  dimasak dalam  digester.  Penggunaan  pelarut  organik  dimaksudkan untuk mengurangi tegangan permukaan larutan pemasak pada suhu tinggi, mempercepat penetrasi ke dalam serpih dan difusi dari  hasil  pemutusan  lignin  dalam  kayu  ke  dalam  larutan pemasak.  Disamping  itu,  penggunaan  pelarut  organik digunakan agar delignifikasi lebih sempurna dan  merata serta untuk mengurangi waktu pemasakan.
Proses  pemasakan  dilakukan  dua  tahap,  yaitu  proses pemasakan  mulai  suhu  kamar  sampai  suhu  maksimum (170 o C),  kemudian  pemasakan  dipertahankan  pada  suhu maksimum  tersebut  selama  waktu  tertentu  (1,5  jam).  Hasil proses pulping/delignifikasi terdiri atas dua bagian  yaitu  lindi hitam ( black liquor ) dan serpih ( pulp ) yang agak lunak. Dari digester kemudian dipompa ke dalam Blow Tank (R-127) untuk mengeluarkan komponen yang menguap seperti air  dan  methanol,  hingga  suhu  turun  sekitar  115,95 o C.  Dari Blow  Tank,  Raw  Pulp akan  dicuci  dengan  penambahan  air panas  di  dalam Washing  Tank (M-129).  Kemudian  hasil pencucian akan dipompa menuju Filter Press (H-131) . Dalam Filter  Press , lindi  hitam  yang  terbentuk  akan  disaring  di dalam filter  press dengan  menggunakan  penyaring  ukuran  20 μm  untuk  memisahkan  bahan  terlarut  dalam  lindi  hitam (filtrat) dan tidak terlarut (residu).
Teknik isolasi lignin dari lindi hitam DSK dilakukan dengan metode presipitasi asam yaitu isolasi yang  lindi hitam yang  telah  didapat  diendapkan  dengan  menambahkan  secara perlahan  H 2 SO 4 dengan  konsentrasi  20%  sampai  pH  2  [6] pada  tangki  pengasaman  (M-212).    Kemurnian  lignin ditingkatkan  kembali  kadarnya  dengan  cara  melarutkannya kembali  dengan  menambahkan  Larutan  NaOH  pada  Tangki Isolasi  (M-215)  dan  akan  mengikat  lignin  yang  ada  menjadi Na-Lignat.
Untuk  memisahkan  Na-Lignat  dari  campuran,  maka diperlukan  penggunaan  alat  Decanter  1  (H-218),  dimana  alat ini  bekerja  berdasarkan  perbedaan  berat  jenis.  Kemudian  Na- Lignat  akan  dipisahkan  dari  kandungan  air  dengan menggunakan  Sentrifus  1  (H-220)  dengan  putaran  4500  rpm selama 20 menit.
Dari  alat  Sentrifus  1,  Na-Lignat  akan  dipompa menuju  reaktor  sulfonasi  (R-222).  Di  Reaktor  Sulfonasi,  Na- Lignat  akan  direaksikan  dengan  bahan  penyulfonasi  berupa Natrium Bisulfit (NaHSO 3 ), menghasilkan Sodium
lignosulfonat  (SLS).  sisa  pereaksi  berlebih  natrium  bisulfit serta air.
Filtrat  berupa  larutan  SLS  yang  masih  mengandung sisa  natrium  bisulfit  yang  tidak  bereaksi.  Filtrat  kemudian ditambahkan  metanol  pada  tangki  pencampuran  (M-316) untuk  mengikat  sisa  natrium  bisulfit.  Kemudian  dilakukan pemisahan  untuk  memisahkan  sisa  natrium  bisulfit  tersebut menggunakan  Decanter  dan  Sentrifus.  SLS  kemudian dikeringkan  dalam  Spray  dryer  (E-321)  maksimum  suhu 110 o C.  SLS  yang  dihasilkan  berupa  serbuk/bubuk  dan memiliki kemurnian yang tinggi.

## III. ANALISA EKONOMI
Analisa  biaya  ini  dimaksudkan  untuk  mengetahui  berapa jumlah  biaya  yang  dibutuhkan  baik  untuk  proses  utama maupun  utilitas  penunjang.  Hal  ini  dimaksudkan  untuk menentukan  parameter-parameter  kelayakan  pabrik  secara ekonomi dengan dilakukan evaluasi.
Dari hasil perhitungan didapatkan harga Laju pengembalian modal  ( Internal  Rate  of  Return ,  IRR) atau i  =  53%  .Harga IRR  yang  diperoleh  lebih  besar  dari  harga  i  untuk  bunga pinjaman  yaitu  12%  per  tahun.  Dengan  harga  i  =  53%  yang diperoleh  tersebut,  menunjukan  bahwa  pabrik  ini  layak didirikan.
Waktu  pengembalian  modal  minimum  ( Pay  Out  Time , POT)  yang  diperoleh  dari  perhitungan  didapatkan  bahwa waktu pengembalian  modal  minimum adalah  5 tahun. Hal ini menunjukan  bahwa  pabrik  ini  layak  untuk  didirikan  karena POT yang didapatkan lebih kecil dari perkiraan usia pabrik.
Gambar 1. Grafik Break Even Point
Analisa  titik  impas  digunakan  untuk  mengetahui besarnya kapasitas produksi dimana biaya produksi total sama dengan  hasil  penjualan.  Biaya  tetap  (FC)  dan  biaya  variable (VC),  biaya  semi  variable  (SVC)  dan  biaya  total  tidak dipengaruhi  oleh  kapasitas  produksi.  kurva  BEP  dapat diketahui titik impas (BEP) = 55%.
IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Berdasarkan  hasil  analisa  ekonomi  didapatkan  nilai  IRR sebesar  53%  yang  lebih  tinggi  dari  suku  bunga  bank  yaitu 12% per tahun. Pengembalian modalnya selama 5 tahun maka pabrik SLS ini layak didirikan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Prof.  Dr.  Ir. Arief  Widjaja,  M.Eng  atas  bimbingan  dan  saran  yang  telah diberikan  selama  ini.  Rekan-rekan  Laboratorium  Teknologi Biokimia, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Astawan  M.  2007.  Agar-agar  pencegah  hipertensi  dan  diabetes.  Dalam www.rumputlaut.org (10 Desember 2008).
[2] Bilba,  K.,  Arsene,  M.A.,  Ouensanga,  A.  2007.  Study  of  banana  and coconut  fibers  botanical  composition,  thermal  degradation  and  textural observations.  Bioresource  Technology, 98: 58–68.
[3] Widiastuti,  H.  dan  Tri  Panji.  2007.  “Pemanfaatan  Tandan  Kosong Kelapa Sawit Sisa Jamur Merang (Volvariella Volvacea) (TKSJ) sebagai Pupuk  Organik  pada  Pembibitan  Kelapa  Sawit”.  Jurnal  Menara Perkebunanvol 75 (2), hal. 70-79.
[4] D.  Fengel,  G.  Wegener.  1984.  “Wood:  Chemistry,  Ultrastructure, Reactions”.De Gruyter: Berlin (1984)
[5] Novikora,  L.N.,  et  al.  2002.  “Changes  in  Macromolecular Characteristics and biological activity  of hydrolytic lignin in the course of composting App”. Biochem. Microbiol., Vol. 38, pp. 181-185
[6] H. Kim, M.H. Hill, A.L. Fricke. 1987. “Preparation of kraft lignin from black liquor” Tappi, 12 (1987), pp. 112–116